Основные элементы конструкции электромагнитных трансформаторов тока

Назначение трансформаторов тока

Для управления и контроля за состоянием энергообъектов в целом и отдельных их элементов необходимо контролировать ряд параметров режима. Основными параметрами являются ток I и напряжение U. Остальные параметры: фаза(φ), мощность (P, Q), энергия (W), частота (f), определяются на основе информации о токе и напряжении. Однако контролировать ток и напряжение первичной сети не представляется возможным из-за их больших значений. Проблему согласования больших значений величин первичной сети с контролирующими их приборами выполняют с помощью измерительных трансформаторов тока и напряжения, которые уменьшают соответствующие контролируемые параметры (I или U) до приемлемых величины и изолируют первичную цепь от вторичной, где подключаются приборы.

Трансформатор тока предназначен для уменьшения первичного тока до значений, наиболее удобных для измерительных приборов и реле, а также для отделения цепей измерения и защиты от первичных цепей высокого напряжения.

В настоящее время в основном применяются электромагнитные трансформаторы тока, принцип действия которых основан на использовании закона электромагнитной индукции Фарадея. Однако начинают применяться и оптические трансформаторы тока, основанные на использовании магнитооптического эффекта Фарадея.

Основные элементы конструкции электромагнитных трансформаторов тока.

Трансформатор тока (ТТ) имеет замкнутый магнитопровод 2 (рис. 1 ) и две обмотки — первичную 1 (с выводами Л1 и Л2 и числом витков W1)и вторичную 3 (с выводами И1 и И2 и числом витков W2). Первичная обмотка включается последовательно в цепь измеряемого тока I ₁, а ко вторичной обмотке могут присоединяются измерительные приборы, устройства автоматики или релейной защиты, обтекаемые током I ₂. Обязательным элементом конструкции ТТ является изоляция: изоляция между витками обмоток, изоляция обмоток от магнитопровода и изоляция между обмотками.

Рис. 1 Принципиальная конструкция трансформатора тока и подключение его к первичной и вторичной цепи.

Вторичная обмотка заземляется в одной точке, это заземление должно защитить вторичные цепи от высокого напряжения в случае пробоя изоляции между первичной и вторичной обмотками.

МДС первичной обмотки I₁W₁ создает в магнитопроводе поток Ф₁,если цепь вторичной обмотки замкнута, то ее МДС I₂W₂ создает в магнитопроводе поток Ф₂. Согласно правилу Ленца поток Ф₂ направлен встречно потоку Ф₁, поэтому в магнитопроводе устанавливается относительно не большой результирующий магнитный поток

Ф₀= Ф₁- Ф₂.

Трансформатор тока характеризуется номинальным коэффициентом трансформации

где I _1ном и I _2ном ^— номинальные значения первичного и вторичного тока соответственно. Коэффициент трансформации примерно может быть выражен через отношение чисел витков обмоток: K_I≈W₂/W₁. Чтобы ТТ уменьшал первичный ток, необходимо выполнение условия: W₂> W₁.